机电综合课程设计(4方向)

机电综合课程设计,陈白宁段智敏2016.12,交流伺服驱动器（手册第12页）,伺服启动,伺服准备好,脉冲、方向,编码器反馈,交流变频器（手册2-27页）,多速开关,正反转,模拟输入,交流电源,交流电机,变频器多速开关控制通过PLC控制KA1-KA6的继电器线圈,步进电机驱动器（手册第2页）,接+5V,接信号,PLC公共端接5V电源的地,最大数字量32000输出送到AQW0,接变频器的模拟公共端AC,接变频器的A2,接变频器的A1,两者任选其一,交流电机变频调速的模拟量控制,1）根据总位移S计算减速点位移S减，2）加速控制最大速度Vmax对应32000，则V1对应的数值量D1可以计算出来，再根据a和V1可以计算出加速时间t，则t（比如10ms）对应的数值量D就可以计算出来，然后就可以按照每10ms累加一个D送DA输出，同时判断累加值是否大于或等于V1对应的D1，满足条件则停止累加，输出不变，为匀速状态；3）匀速时，读取编码器脉冲，计算实时位移，与S减比较，大于等于则开始减速；4）减速时，同加速过程，只是将累加变成累减，同时判断是否小于等于V2对应的D2，满足则进入低速寻零阶段；5）低速寻零时，可以通过到位传感器停止（DA输出0）也可以通过判断实时位移与总位移相等来停止,PLC的CPU模块和AD、DA模块选择可以参照PLC选型手册第2932页编程可以参照机电传动控制基础教材的9.6节相关内容或者S7-200手册,9.6.5数据处理指令,比较指令,T33,EN,I0.0,TON,PT,10ms,T33,Q0.0,T33,Q0.1,=I,40,100,IB0,=B,VB100,IB0,=B,VB100,IB0,=I,VW10,MW0,=D,VD10,MD0,=R,VD10,MD0,=R,VD10,MD0,R,VD10,（2）数据传送指令,MOV_W,EN,I0.0,ENO,IN,OUT,MW100,VW20,MOV_B,EN,ENO,IN,OUT,MOV_W,EN,ENO,IN,OUT,MOV_DW,EN,ENO,IN,OUT,MOV_R,EN,ENO,IN,OUT,9.6.6数据运算指令,ADD_I,EN,ENO,IN1,OUT,IN2,SUB_DI,EN,ENO,IN1,OUT,IN2,MUL_DI,EN,ENO,IN1,OUT,IN2,DIV_I,EN,ENO,IN1,OUT,IN2,9.6.7中断程序与中断指令,（1）中断程序创建:右键插入-中断程序,（2）中断事件:通信中断,通信口0：中断号8、9、23,通信口1：中断号24、25、26,PTO0脉冲输出完成：中断号19PTO1脉冲输出完成：中断号20,外部中断（I0.0-I0.3）：,上升沿中断，中断号0、2、4、6,下降沿中断，中断号1、3、5、7,高速计数中断（HSC0-HSC5）：,当前值=设定值中断,输入方向改变中断,外部复位中断,高速脉冲输出中断,（2）中断事件:定时中断,定时中断0：中断号10,定时中断1：中断号11,定时器中断T32：中断号21,定时器中断T96：中断号22,ATCH,EN,ENO,INT,EVNT,INT:中断程序名EVNT:中断号,启动中断,DTCH,EN,ENO,EVNT,断开中断,ENI,DISI,RETI,允许中断,禁止中断,中断有条件返回,编码器,高速计数器与高速脉冲输出1、高速计数,单相脉冲模式：,A相脉冲输入,当前值123456,单相脉冲+方向：,A相脉冲输入,当前值10910111213,B相方向输入,双向脉冲模式：,A相脉冲输入,当前值123432,B相脉冲输入,正交4X模式：,A相脉冲：,B相脉冲：,0,1,2,3,4,9,2,1,0,方向改变时产生中断,PV=CV时产生中断,PV=CV时产生中断,初始写入当前值0、预置值5、加计数、允许计数,5,6,7,8,9,10,8,7,6,5,4,3,HDEF,EN,ENO,HSC,HSC,EN,ENO,N,MODE,HDEF:用于定义高数计数器HSC：高数计数器号MODE：工作模式一般在首次扫描时定义,HSC：用于启动某一编号的高数计数器,HSC0,HSC1,HSC2,HSC3,HSC4,SM37.0,-,SM37.2,SM37.3,SM37.4,SM37.5,SM37.6,SM37.7,HSC5,SM47.0,SM47.1,SM47.2,SM47.3,SM47.4,SM47.5,SM47.6,SM47.7,SM57.0,SM57.1,SM57.2,SM57.3,SM57.4,SM57.5,SM57.6,SM57.7,SM137.3,SM137.4,SM137.5,SM137.6,SM137.7,SM147.0,-,SM147.2,SM147.3,SM147.4,SM147.5,SM147.6,SM147.7,SM157.3,SM157.4,SM157.5,SM157.6,SM157.7,0=复位高有效;1=低有效,0=启动高有效;1=低有效,0=4倍频模式;1=1倍频,0=减计数;1=加计数,0=不更新方向;1=更新,0=不更新预置值;1=更新,0=不更新当前值;1=更新,0=禁止计数;1=允许计数,高速计数器的控制字,HSC0,HSC1,HSC2,HSC3,HSC4,SMD38,SMD42,HSC5,SMD48,SMD52,SMD58,SMD62,SMD148,SMD152,要装入的值,高速计数器的控制字,新的当前值,新的预置值,SMD138,SMD142,SMD158,SMD162,也可以用下面指令读出当前值,MOV_DW,EN,ENO,N,HC1,SM0.0,OUT,VD400,主程序,高速计数器0的当前值存放地址清0,模式6：见P260的表9.25,控制字含义见P261的表9.28,高数计数器初始化子程序,2、高速脉冲输出,PTO:生成指定脉冲数目的方波（占空比50%）脉冲序列周期范围：10-65535s或2-65535ms脉冲范围：1-4294967295指定脉冲输出完成可以产生中断,使用Q0.0，控制字写入SMB67，使用Q0.1，控制字写入SMB77,1、使Q0.1，2、多段管线，周期为ms3、共12段包络曲线4、指定起始字节地址为VB1003、中断事件20，为PTO1脉冲输出完成中断,高速脉冲输出初始化,计算包络曲线各段的起始周期（VW）、周期增量（VW）、脉冲数（VD），分别填入对应的地址单元,中断子程序,从首地址开始的偏移量,包络段数,描述,0,1,3,5,9,11,13,.,1,2,.,初始周期（2-65535个基准时间单位）,每个脉冲的周期增量-32768-32767个基准时间单位,脉冲数1-4294967295,段数（1-255）,PTO/PWM的控制字,初始周期（2-65535个基准时间单位）,每个脉冲的周期增量-32768-32767个基准时间单位,脉冲数1-4294967295,.,V存储器地址,数据,VB500,VW501,VW503,VD505,VW509,VW511,VD513,500（1段初始周期）,-2（1段周期增量）,200（1段脉冲数）,3（段数）,多段PTO包络表,100（2段初始周期）,0（2段周期增量）,3400（2段脉冲数）,VW517,VW519,VD521,100（3段初始周期）,1（3段周期增量）,400（3段脉冲数）,200,400,4000,题目1：交流伺服电机驱动的刀库换刀控制设计,一个圆形刀库如图所示。在刀库架上装有8种刀具，分别放在0#到7#位置。每个刀具位置有一个感应铁，在刀库下方为换刀位，换刀位有一个原位检测传感器。每个刀位有一个指示灯，分别为HL0-HL7。有8个选刀按钮SB0-SB7。刀库电机为交流伺服电机。控制要求：当按下某个选刀按钮时，对应刀位指示灯亮，通过计算，确定电机行走位移，按照最近路径正转或者反转，直至所选刀位转至换刀位，停下。电机运行过程加速-匀速-减速-低速运行-到换刀位停下。假设已知加速度、匀速、低速的速度以及相邻2个刀位的距离。,题目2：步进电机驱动的刀库换刀控制设计,一个圆形刀库如图所示。在刀库架上装有8种刀具，分别放在0#到7#位置。每个刀具位置有一个感应铁，在刀库下方为换刀位，换刀位有一个原位检测传感器。每个刀位有一个指示灯，分别为HL0-HL7。有8个选刀按钮SB0-SB7。刀库电机为步进电机。控制要求：当按下某个选刀按钮时，对应刀位指示灯亮，通过计算，确定电机行走位移，按照最近路径正转或者反转，直至所选刀位转至换刀位，停下。电机运行过程加速-匀速-减速-低速运行-到换刀位停下。假设已知加速度、匀速、低速的速度以及相邻2个刀位的距离。,题目3：交流电机与变频器（模拟量）驱动的刀库换刀控制设计,一个圆形刀库如图所示。在刀库架上装有8种刀具，分别放在0#到7#位置。每个刀具位置有一个感应铁，在刀库下方为换刀位，换刀位有一个原位检测传感器。每个刀位有一个指示灯，分别为HL0-HL7。有8个选刀按钮SB0-SB7。刀库电机为可以变频调速的交流电机，变频器通过模拟量控制。通过编码器检测实时位移。控制要求：当按下某个选刀按钮时，对应刀位指示灯亮，通过计算，确定电机行走位移，按照最近路径正转或者反转，直至所选刀位转至换刀位，停下。电机运行过程加速-匀速-减速-低速运行-到换刀位停下。假设已知加速度、匀速、低速的速度以及相邻2个刀位的距离。,题目4：交流电机与变频器（多速开关）驱动的刀库换刀控制设计,一个圆形刀库如图所示。在刀库架上装有8种刀具，分别放在0#到7#位置。每个刀具位置有一个感应铁，在刀库下方为换刀位，换刀位有一个原位检测传感器。每个刀位有一个指示灯，分别为HL0-HL7。有8个选刀按钮SB0-SB7。刀库电机为可以变频调速的交流电机，变频器通过2个多速开关控制。通过编码器检测实时位移。控制要求：当按下某个选刀按钮时，对应刀位指示灯亮，通过计算，确定电机行走位移，按照最近路径正转或者反转，直至所选刀位转至换刀位，停下。电机运行过程加速-匀速-减速-低速运行-到换刀位停下。假设已知加速度、匀速、低速的速度以及相邻2个刀位的距离。,题目5：基于交流伺服电机的仓储机器人搬运控制设计,有8层储物架可以取放工件，前面有搬运机器人，机器人可以实现上升、下降、手臂伸出、手臂缩回、手臂微抬、手臂微降等动作。机器人的升降电机为交流伺服电机，可以把储物架的某层工件取出，也可以将工件放到储物架的指定层。通过4位拨码开关（8421）选择要存取的层数，通过存、取两个按钮决定动作顺序。例如拨码开关选择0100，按动取货按钮，则机器人上升到4层，手臂伸出，手臂微抬，手臂缩回，手臂微降，手臂下降到原位。应该能够根据选择的层数计算出升降的距离，然后电动机在运行过程中按照“加速-匀速-减速-低速运行-到位停”运动。自己设定机器人的初始位置。假设已知加速度、匀速的速度以及相邻2层的距离。,题目6：基于步进电机的仓储机器人搬运控制设计,有8层储物架可以取放工件，前面有搬运机器人，机器人可以实现上升、下降、手臂伸出、手臂缩回、手臂微抬、手臂微降等动作。机器人的升降电机为步进电机，可以把储物架的某层工件取出，也可以将工件放到储物架的指定层。通过4位拨码开关（8421）选择要存取的层数，通过存、取两个按钮决定动作顺序。例如拨码开关选择0100，按动取货按钮，则机器人上升到4层，手臂伸出，手臂微抬，手臂缩回，手臂微降，手臂下降到原位。应该能够根据选择的层数计算出升降的距离，然后电动机在运行过程中按照“加速-匀速-减速-低速-到位停”运动。自己设定机器人的初始位置。假设已知加速度、匀速的速度以及相邻2层的距离。,题目7：基于交流电机变频调速（模拟量）的仓储机器人搬运控制设计,有8层储物架可以取放工件，前面有搬运机器人，机器人可以实现上升、下降、手臂伸出、手臂缩回、手臂微抬、手臂微降等动作。机器人的升降电机为可以变频调速的交流电机，配有编码器检测实时位移，可以把储物架的某层工件取出，也可以将工件放到储物架的指定层。通过4位拨码开关（8421）选择要存取的层数，通过存、取两个按钮决定动作顺序。例如拨码开关选择0100，按动取货按钮，则机器人上升到4层，手臂伸出，手臂微抬，手臂缩回，手臂微降，手臂下降到原位。应该能够根据选择的层数计算出升降的距离，然后电动机在运行过程中按照“加速-匀速-减速-低速运行-到位停下。自己设定机器人的初始位置。假设已知加速度、匀速的速度以及相邻2层的距离。,题目8：基于交流电机变频调速（多速开关）的仓储机器人搬运控制设计,有8层储物架可以取放工件，前面有搬运机器人，机器人可以实现上升、下降、手臂伸出、手臂缩回、手臂微抬、手臂微降等动作。机器人的升降电机为可以变频调速交流电机，配有编码器，可以把储物架的某层工件取出，也可以将工件放到储物架的指定层。通过4位拨码开关（8421）选择要存取的层数，通过存、取两个按钮决定动作顺序。例如拨码开关选择0100，按动取货按钮，则机器人上升到4层，手臂伸出，手臂微抬，手臂缩回，手臂微降，手臂下降到原位。应该能够根据选择的层数计算出升降的距离，然后电动机在运行过程中按照“加速-匀速-减速-低速运行-到位停下”运动。自己设定机器人的初始位置。假设已知加速度、匀速的速度以及相邻2层的距离。,题目9：基于交流电机变频调速（多速开关）的数控车床进给系统PLC控制设计,数控车床进给电机为交流电机，可以通过2位多速开关进行变频调速，配有编码器检测实时位移，速度曲线为加速-匀速-减速-低速运行-到位停下，可以正反转。假设已知加速度、匀速的速度以及运行的距离。,题目10：基于交流电机变频调速（模拟量）的数控车床进给系统PLC控制设计,数控车床进给电机为交流电机，可以通过模拟量进行变频调速，配有编码器检测实时位移，速度曲线为加速-匀速-减速-低速运行-到位停下，可以正反转。假设已知加速度、匀速的速度以及运行的距离。,题目11：基于步进电机的数控车床进给系统PLC控制设计,数控车床进给电机为步进电机，速度曲线为加速-匀速-减速-低速-到位停，可以正反转。假设已知加速度、匀速的速度以及运行的距离。,题目12：基于交流伺服电机的数控车床进给系统PLC控制设计,数控车床进给电机为交流伺服电机，速度曲线为加速-匀速-减速-低速-到位停，可以正反转。假设已知加速度、匀速的速度以及运行的距离。,题目13：基于交流伺服电机的送料车呼叫系统PLC控制设计,送料车由交流伺服电机驱动，可以正反转，送料车运行轨道上有5个检测开关等间距排布，每个开关位置对应一个呼叫按钮。当某个呼叫按钮按下时，小车应该能够自动计算出到呼叫位置的距离和方向，并运行到呼叫位置停下，运行过程按照“加速-匀速-减速-低速-到位停”的速度曲线运行。假设已知加速度、匀速的速度以及相邻2个检测开关的距离。,题目14：基于步进电机的送料车呼叫系统PLC控制设计,送料车由步进电机驱动，可以正反转，送料车运行轨道上有5个检测开关等间距排布，每个开关位置对应一个呼叫按钮。当某个呼叫按钮按下时，小车应该能够自动计算出到呼叫位置的距离和方向，并运行到呼叫位置